Planta de Beneficiamento de Minério - Moagem Secundária e Remoagem

Planta de Beneficiamento de Minério

Moagem Secundária e Remoagem

O circuito de moagem secundária e remoagem tem como objetivo reduzir ainda mais a granulometria do concentrado final. A remoagem recebe o produto da flotação, e após a polpa passar pelos moinhos verticais e ciclones de classificação, atinge a granulometria necessária, sendo posteriormente enviada para o espessador de concentrado.

MOINHOS VERTICAIS VERTIMILL

No mundo, calcula-se que os equipamentos de cominuição consumam centenas de milhões de MWh. Grande parte desta energia vai para aplicações de moagem fina. Quando esta ocorre em moinhos cilíndricos horizontais, a geração de ruído e calor indesejáveis desperdiça energia valiosa.

O moinho VERTIMILL é um moinho de construção vertical que possui um princípio de funcionamento totalmente diferente dos moinhos horizontais, tornando-se uma alternativa eficiente em economia de energia para aplicações de moagem fina por via úmida.

Atualmente existem mais de 420 moinhos VERTIMILL instalados no mundo totalizando cerca de 300 MW de potência (Merriam et al., 2015).

O moinho VERTIMILL é capaz de lidar com tamanhos de alimentação de até 6 mm e moer produtos menores que 20 microns. Existem tamanhos padrão de moinhos VERTIMILL na faixa de 15HP (11kW) a 4500HP (3352 kW). 

Foto mostrando a montagem da rosca no interior do moinho VERTIMILL.

VANTAGENS

Quando comparado com um moinho horizontal, o VERTIMILL apresenta as seguintes vantagens:

- Maior eficiência energética (aumento entre 25-35% mas em determinadas aplicações foram relatadas economias superiores a 50% da energia)

- Menos geração de finos

- Menos ruído - geralmente abaixo de 85dB

- Menores custos operacionais

- Menos peças móveis

- Menos tempo de parada para manutenção (os revestimentos da rosca são os únicos componentes principais de desgaste)

- Menores custos de instalação

- Exige menos espaço de piso

- Fundação simples

- Maior segurança durante funcionamento (Todas as peças móveis são enclausuradas)

PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO

Os corpos moedores, tais como bolas de aço e seixos cerâmicos ou naturais, são agitados por uma espira de rosca dupla suspensa (ou agitador de carga). O material de alimentação e água são introduzidos por uma abertura na parte superior do VERTIMILL.

O redutor de velocidade do moinho converte a potência do motor de acionamento nas velocidades mais usuais e aplica essa potência à rosca do VERTIMILL para rotacioná-la. A rotação da rosca do VERTIMILL agita as bolas, água, e a alimentação dentro do moinho. Sensores de temperatura no motor e no redutor monitoram as condições de operação do conjunto de acionamento, e o redutor da velocidade tem uma unidade externa de lubrificação para fornecer um fluxo constante do óleo de lubrificação, refrigerado e limpo.

Uma bomba centrífuga externa de reciclagem cria uma aceleração ascendente, predeterminada, que provoca a classificação de partículas na parte superior do corpo do moinho. A pré-classificação e a remoção de granulometria de produto na alimentação reduzem a remoagem desnecessária e aumentam a eficiência. As partículas minúsculas sobem, ao passo que as maiores são arrastadas para os corpos moedores, sendo moídas.

A moagem ocorre por atrito e abrasão. A pressão relativamente alta entre os corpos moedores e as partículas a serem moídas contribui para melhorar a eficiência de moagem. Por haver maior pressão entre os corpos moedores e menor geração de calor e ruído, o VERTIMILL consome menos energia do que o moinho horizontal para realizar o mesmo trabalho.

Os corpos moedores preenchem a parte inferior do corpo do moinho, exceto no pequeno espaço logo abaixo das roscas. Quando se utilizam bolas de aço, a altura típica da camada de moagem é de 6 a 8 pés. O material é levado para cima pelas roscas e se precipita no espaço existente entre as extremidades das roscas e o diâmetro interior do corpo do moinho.

A polpa transborda para fora do corpo do moinho e se deposita num tanque separador, equipado com válvula tipo dardo e dispositivos de controle que dividem a polpa em fluxo de processo e fluxo de reciclagem. O fluxo de reciclagem é controlado para criar uma aceleração ideal ascendente no corpo do moinho, destinada a uma aplicação específica de moagem. O fluxo de processo se torna produto acabado ou alimenta um sistema externo de classificação.

Desenho esquemático mostrando componentes e funcionamento do Moinho VERTIMILL

CARACTERÍSTICAS DE PROJETO

O projeto modular do VERTIMILL permite diversos arranjos de montagem utilizando os componentes padrão. A parte superior pode ser girada, parafuso por parafuso, para se ajustar aos requisitos específicos de layout. A porta no corpo do moinho se abre com muito pouco esforço. Um macaco manual na dobradiça inferior da porta auxilia a abertura e fechamento da porta, mantém a porta em plano vertical quando aberta e evita seu desalinhamento.

O interior do corpo do moinho é protegido do desgaste por revestimento magnético Orebed. Esses “ladrilhos” magnéticos atraem e seguram os corpos moedores, os quais passam a servir também de superfície protetora contra desgaste. As peças de desgaste primárias são placas metálicas especiais parafusadas às roscas. Normalmente, essas peças são trocadas em intervalos de seis a doze meses.

Componentes principais do Moinho VERTIMILL

APLICAÇÕES

O VERTIMILL é ideal para moer o material de alimentação abaixo de 1/4 de polegada, gerando produto na faixa de 200 mesh (74 microns) a 2 microns ou ainda mais fino. Pode-se usar o VERTIMILL em aplicações contínuas ou intermitentes em circuito aberto ou fechado.

Originalmente, os moinhos VERTIMILL foram projetados para aplicações de moagem fina. Testes posteriores e experiências bem sucedidas demonstraram a versatilidade deste moinho, constituindo ótima opção para moagem fina e ultra-fina, moagem primária e secundária, concentrados de remoagem, moagem de calcário, hidratação de cal, carvão purificado e preparação de polpa de carvão/água e carvão/óleo.

Esta foto mostra a fase final de montagem dos circuitos de moagem secundária e remoagem do projeto Minas-Rio da Anglo American.

Como exemplo de aplicação bem sucedida podemos citar o circuito de moagem secundária e remoagem do projeto Minas-Rio da Anglo American.

Este circuito é atualmente o maior do mundo utilizando moinhos verticais. Ele está dividido em 2 prédios, sendo cada um deles equipado com 8 moinhos VERTIMILL e 4 baterias de ciclones. Cada bateria de ciclones possui 8 ciclones instalados, totalizando 64 ciclones de 500 mm de diâmetro.

Cada prédio é alimentado através de um tanque com agitador que recebe o concentrado obtido através da etapa de flotação. O minério de ferro proveniente do underflow dos ciclones da moagem secundária  e remoagem alimentam os moinhos VERTIMILL pela sua parte inferior e o produto resultante é transbordado pelo topo dos moinhos em direção ao espessador do concentrado, última etapa do processo de beneficiamento.

Cada moinho VERTIMILL VTM-1500 possui potência de 1.500 CV e capacidade nominal de 352 t/hora.

O circuito de de moagem secundária e remoagem do Projeto Minas-Rio tem como objetivo reduzir o material até um P80 = 36 µm para alimentação do mineroduto que transporta o Pellet Feed da cidade de Conceição do Mato Dentro, no estado de Minas Gerais até o porto Açu na cidade de São João da Barra no estado do Rio de Janeiro, totalizando 525Km de tubulações.

A adoção dos moinhos VERTIMILL no Sistema Minas-Rio, da Anglo American, permitiu uma redução da ordem de 30% no consumo de energia elétrica na operação de remoagem. O ganho energético representa uma economia financeira de aproximadamente R$ 23 milhões por ano, sem impostos, incluindo os custos de energia, demanda e encargos relativos à utilização do circuito de remoagem.

“O Minas-Rio utiliza 17,9 MW de potência em seu processo de remoagem enquanto a aplicação com moinhos de bolas (horizontais) seria de 25,6 MW, o que representa uma economia significativa de 7,7 MW”, afirma Rodrigo Vilela, diretor de operação do sistema Minas-Rio, da Unidade de Negócio Minério de Ferro Brasil.

Está previsto que apenas a economia com energia e consumo de corpos moedores excederá 100 milhões de dólares ao longo da vida útil da mina em comparação aos moinhos de bolas tradicionais.

SOBRE O PROJETO MINAS-RIO

O Projeto Minas-Rio é considerado o maior empreendimento mundial da mineradora Anglo American e compreende quatro iniciativas: a abertura de uma mina e a instalação de uma planta de beneficiamento de minério de ferro, ambas em Minas Gerais, a construção de um mineroduto, com 525Km de extensão e a implantação do terminal no Porto do Açu, no Rio de Janeiro. 

O mineroduto sobe e desce serras cruza rios e passa por túneis em morros em seu longo percurso. Terá duas estações de bombeamento (uma na saída da mina, outra no KM 235) e  uma estação de válvulas no km 343.

O duto com diâmetro entre 24 a 26 polegadas cortará 25 cidades mineiras e 7 fluminenses.

A polpa que será enviada pelo duto tem a previsão de levar 85 horas e 14 minutos para cortar toda a extensão do mineroduto, ou seja, cerca de 3 dias e meio de viagem até chegar ao Porto do Açu, onde será filtrada para depois ser exportada. 

A capacidade de produção nominal é de 26,5 milhões de toneladas de minério de ferro por ano.

Planta de beneficiamento do Projeto Minas-Rio

Fontes:

www.metso.com.br

http://www.robertomoraes.com.br/2014/06/a-estrurura-do-mineroduto-e-suas.html

Artigo: RAMP UP DA MAIOR INSTALAÇÃO DE MOINHOS VERTIMILL DO MUNDO, D. B. MAZZINGHY*, H. G. D. TURRER, J. F. C. RUSSO e C. L. SCHNEIDER.

Merriam, K., Rotzinger, R., DeHart, I., Radziszewski, P., McDonnell, J., Assessing Vertimill Ultrafine Grinding Performance: The Gibraltar Mine Case, 47th Canadian Mineral Processors Conference, Ottawa, 2015.